黑马程序员--反射（上）

Java 反射是Java语言的一个很重要的特征，它使得Java具体了“动态性”。
 
在Java运行时环境中，对于任意一个类，能否知道这个类有哪些属性和方法？对于任意一个对象，能否调用它的任意一个方法？答案是肯定的。这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射（Reflection）机制。
 
Java 反射机制主要提供了以下功能：
在运行时判断任意一个对象所属的类。
在运行时构造任意一个类的对象。
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
在运行时调用任意一个对象的方法。
 
Reflection 是Java被视为动态（或准动态）语言的一个关键性质。这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息，包括其modifiers（诸如public, static 等等）、superclass（例如Object）、实现之interfaces（例如Serializable），也包括fields和methods的所有信息，并可于运行时改变fields内容或调用methods。
 
一般而言，开发者社群说到动态语言，大致认同的一个定义是：“程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言”。从这个观点看，Perl，Python，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言。
 
尽管在这样的定义与分类下Java不是动态语言，它却有着一个非常突出的动态相关机制：Reflection。这个字的意思是“反射、映象、倒影”，用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods。这种“看透class”的能力（the
ability of the program to examine itself）被称为introspection（内省、内观、反省）。Reflection和introspection是常被并提的两个术语。
 
在JDK中，主要由以下类来实现Java反射机制，这些类都位于java.lang.reflect包中：
Class类：代表一个类。
Field 类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。
Method类：代表类的方法。
Constructor 类：代表类的构造方法。
Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。
 
下面给出几个例子看看Reflection API的实际运用：
 
一、通过Class类获取成员变量、成员方法、接口、超类、构造方法等
 
在java.lang.Object 类中定义了getClass()方法，因此对于任意一个Java对象，都可以通过此方法获得对象的类型。Class类是Reflection API 中的核心类，它有以下方法
getName()：获得类的完整名字。
getFields()：获得类的public类型的属性。
getDeclaredFields()：获得类的所有属性。
getMethods()：获得类的public类型的方法。
getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。
getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型。
getConstructors()：获得类的public类型的构造方法。
getConstructor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型。
newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。
 
下面给出一个综合运用的例子：
 
public class RefConstructor {
 
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        RefConstructor ref = new RefConstructor();
        ref.getConstructor();
 
    }
 
    public void getConstructor() throws Exception {
        Class c = null;
        c = Class.forName("java.lang.Long");
        Class cs[] = {java.lang.String.class};
 
        System.out.println("\n-------------------------------\n");
 
        Constructor cst1 = c.getConstructor(cs);
        System.out.println("1、通过参数获取指定Class对象的构造方法：");
        System.out.println(cst1.toString());
 
        Constructor cst2 = c.getDeclaredConstructor(cs);
        System.out.println("2、通过参数获取指定Class对象所表示的类或接口的构造方法：");
        System.out.println(cst2.toString());
 
        Constructor cst3 = c.getEnclosingConstructor();
        System.out.println("3、获取本地或匿名类Constructor 对象，它表示基础类的立即封闭构造方法。");
        if (cst3 != null) System.out.println(cst3.toString());
        else System.out.println("-- 没有获取到任何构造方法！");
 
        Constructor[] csts = c.getConstructors();
        System.out.println("4、获取指定Class对象的所有构造方法：");
        for (int i = 0; i < csts.length; i++) {
            System.out.println(csts[i].toString());
        }
 
        System.out.println("\n-------------------------------\n");
 
        Type types1[] = c.getGenericInterfaces();
        System.out.println("1、返回直接实现的接口：");
        for (int i = 0; i < types1.length; i++) {
            System.out.println(types1[i].toString());
        }
 
        Type type1 = c.getGenericSuperclass();
        System.out.println("2、返回直接超类：");
        System.out.println(type1.toString());
 
        Class[] cis = c.getClasses();
        System.out.println("3、返回超类和所有实现的接口：");
        for (int i = 0; i < cis.length; i++) {
            System.out.println(cis[i].toString());
        }
 
        Class cs1[] = c.getInterfaces();
        System.out.println("4、实现的接口");
        for (int i = 0; i < cs1.length; i++) {
            System.out.println(cs1[i].toString());
        }
 
        System.out.println("\n-------------------------------\n");
 
        Field fs1[] = c.getFields();
        System.out.println("1、类或接口的所有可访问公共字段：");
        for (int i = 0; i < fs1.length; i++) {
            System.out.println(fs1[i].toString());
        }
 
        Field f1 = c.getField("MIN_VALUE");
        System.out.println("2、类或接口的指定已声明指定公共成员字段：");
        System.out.println(f1.toString());
 
        Field fs2[] = c.getDeclaredFields();
        System.out.println("3、类或接口所声明的所有字段：");
        for (int i = 0; i < fs2.length; i++) {
            System.out.println(fs2[i].toString());
        }
 
        Field f2 = c.getDeclaredField("serialVersionUID");
        System.out.println("4、类或接口的指定已声明指定字段：");
        System.out.println(f2.toString());
 
        System.out.println("\n-------------------------------\n");
 
        Method m1[] = c.getMethods();
        System.out.println("1、返回类所有的公共成员方法：");
        for (int i = 0; i < m1.length; i++) {
            System.out.println(m1[i].toString());
        }
 
        Method m2 = c.getMethod("longValue", new Class[]{});
        System.out.println("2、返回指定公共成员方法：");
        System.out.println(m2.toString());
 
    }
}
输出结果：输出结果很长，这里不再给出。
 
 
二、运行时复制对象
 
例程ReflectTester 类进一步演示了Reflection API的基本使用方法。ReflectTester类有一个copy(Object object)方法，这个方法能够创建一个和参数object 同样类型的对象，然后把object对象中的所有属性拷贝到新建的对象中，并将它返回
这个例子只能复制简单的JavaBean，假定JavaBean 的每个属性都有public 类型的getXXX()和setXXX()方法。
 
public class ReflectTester {
    public Object copy(Object object) throws Exception {
        // 获得对象的类型
        Class<?> classType = object.getClass();
        System.out.println("Class:" + classType.getName());
 
        // 通过默认构造方法创建一个新的对象
        Object objectCopy = classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
 
        // 获得对象的所有属性
        Field fields[] = classType.getDeclaredFields();
 
        for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
            Field field = fields[i];
 
            String fieldName = field.getName();
            String firstLetter = fieldName.substring(0, 1).toUpperCase();
            // 获得和属性对应的getXXX()方法的名字
            String getMethodName = "get" + firstLetter + fieldName.substring(1);
            // 获得和属性对应的setXXX()方法的名字
            String setMethodName = "set" + firstLetter + fieldName.substring(1);
 
            // 获得和属性对应的getXXX()方法
            Method getMethod = classType.getMethod(getMethodName, new Class[]{});
            // 获得和属性对应的setXXX()方法
            Method setMethod = classType.getMethod(setMethodName, new Class[]{field.getType()});
 
            // 调用原对象的getXXX()方法
            Object value = getMethod.invoke(object, new Object[]{});
            System.out.println(fieldName + ":" + value);
            // 调用拷贝对象的setXXX()方法
            setMethod.invoke(objectCopy, new Object[]{value});
        }
        return objectCopy;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Customer customer = new Customer("Tom", 21);
        customer.setId(new Long(1));
 
        Customer customerCopy = (Customer) new ReflectTester().copy(customer);
        System.out.println("Copy information:" + customerCopy.getId() + " " + customerCopy.getName() + " "
                + customerCopy.getAge());
    }
}
 
class Customer {
    private Long id;
 
    private String name;
 
    private int age;
 
    public Customer() {
    }
 
    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    public Long getId() {
        return id;
    }
 
    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}
 
输出结果：
 
Class:com.langsin.reflection.Customer
id:1
name:Tom
age:21
Copy information:1 Tom 21
 
Process finished with exit code 0
 
解说：
ReflectTester 类的copy(Object object)方法依次执行以下步骤
（1）获得对象的类型：
Class classType=object.getClass();
System.out.println("Class:"+classType.getName());
 
（2）通过默认构造方法创建一个新对象：
Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class[]{}).newInstance(new Object[]{});
以上代码先调用Class类的getConstructor()方法获得一个Constructor 对象，它代表默认的构造方法，然后调用Constructor对象的newInstance()方法构造一个实例。
 
3）获得对象的所有属性：
Field fields[]=classType.getDeclaredFields();
Class 类的getDeclaredFields()方法返回类的所有属性，包括public、protected、默认和private访问级别的属性
 
（4）获得每个属性相应的getXXX()和setXXX()方法，然后执行这些方法，把原来对象的属性拷贝到新的对象中